Design Of Experiments – DOE

Introductie

Voor het opzetten, uitvoeren en analyseren van proeven werden in de eerste helft van de twintigste eeuw een reeks gestructureerde methodes ontwikkeld door Sir Ronald A. Fisher. Ze zijn over het algemeen beter gekend onder de Engelse verzamelnaam Design Of Experiments en de afkorting DOE. De doelstelling is om een correct inzicht te krijgen in de impact van parameters op de resulterende karakteristieken van een product of proces en dit op een zo efficiënt mogelijk manier. Zoals in onderstaande figuur te zien is, moet daarbij nog rekening gehouden worden met verstorende factoren die vaak aangeduid worden met de term ruis of noise.

250 figuur 1

Binnen het globale domein van proefopzetten kunnen een drietal manieren van aanpak onderscheiden worden: klassiek proefopzetten, Taguchi methodes en een reeks meer intuïtieve technieken die onder andere door Shainin werden ontwikkeld. In de volgende paragrafen behandelen we die verschillende systemen en geven we ook aan welke opleidingen QS Consult hierover aanbiedt.

Elke aanpak heeft voor- en tegenstanders maar QS Consult is ervan overtuigd dat een verstandige integratie van technieken en het gebruik van de juiste techniek op het juiste moment, de beste resultaten zal opleveren. Vandaar dat in de verschillende trainingen die we aanbieden vaak elementen van de drie methodes vervat zitten.

Opleiding Klassiek Proefopzetten

Iedereen die betrokken is bij het opzetten en analyseren van proeven zou deze training moeten volgen. De basisopleiding (1 dag) behandelt de volgende onderwerpen:

  • Probleemstelling
  • Keuze van factoren en niveaus
  • De begrippen interactie, randomisering en blocking.
  • Complete factoriële proefschema’s op twee niveaus
  • Opstellen van de proefprotocollen
  • Uitvoeren van de proeven
  • Analyseren van de resultaten
  • Conclusies en eindrapport.

Wie dieper in de materie wil gaan kan een specialisatie dag volgen waarbij we fractionele proefopzetten, factoren op meer dan twee niveaus en analyse van spreiding behandelen. Ook EVOP (EVolutionary OPeration) en proefschema’s voor mengsels komen aan bod. Tevens illustreren we de mogelijkheden van MINITAB bij proefopzetten. Tijdens de opleiding worden echte proeven uitgevoerd, zowel met papieren helikopters als met een speciale katapult. 

Wenst u meer te weten over deze trainingen: neem contact op.

Taguchi Quality Engineering

Dr. Genichi Taguchi heeft in belangrijke mate bijgedragen aan het populariseren van Design Of Experiments (DOE). Toch is het fout om te denken dat de Taguchi methodes enkel een andere manier van proefopzetten zijn. Het gaat over een complete filosofie en een uitgewerkte methodiek van “Quality Engineering”, waarvan de belangrijkste ideeën zijn:

  • Een kwalitatief product veroorzaakt over zijn levensloop een minimaal verlies (uit te drukken in geld!) voor de maatschappij. Het verband tussen dit verlies en een technische karakteristiek wordt weergegeven door de verlies functie.

    252-figuur-1Om het verlies te minimaliseren moeten we producten maken die gemiddeld zo dicht mogelijk bij het doel liggen en een minimale spreiding vertonen.

  • Kwaliteit moet ingebouwd worden in producten en processen. Er moet veel meer aandacht gaan naar Off Line Quality Control zodat problemen in productie voorkomen worden.
  • Allerlei vormen van ruis (spreiding binnen tolerantie, veranderingen in omgevingsomstandigheden, verliezen van naburige systemen, …) beïnvloeden een systeem en leiden tot afwijkingen van de ideale toestand. Om deze invloeden te vermijden moet een robuust product of proces ontwikkeld worden. De robuustheid van een systeem is het vermogen om constant optimaal te functioneren zelfs onder wisselende ruisfactoren.
  • Het zoeken van parameterinstellingen die de robuustheid verhogen (parameter design) vormt een wezenlijk onderdeel van de Taguchi methodes. Robuust design is een vorm van ontwerp waarbij men niet ontwerpt om problemen op te lossen maar om de ideale functie zo dicht mogelijk te benaderen onder verschillende ruisomstandigheden.

Binnen de kwaliteitswereld is er nogal wat controverse tussen de voorstanders van Taguchi en van klassiek proefopzetten. QS Consult heeft hier een andere visie op die is gesteund op de volgende uitspraak van dr. W.E. Deming: “elke techniek is bruikbaar, zolang men maar haar beperkingen kent.” Wij zijn overtuigd van de kracht van de integratie van methodes en dat komt ook tot uiting in onze opleiding Taguchi.

Wie al de training “klassiek proefopzetten” heeft gevolgd kan kiezen voor een opleiding van anderhalve dag waar we de specifieke aspecten van Taguchi aan bod laten komen. In deze opleiding worden heel wat oefeningen gemaakt zodat de deelnemers een sterke praktische vorming krijgen. Wie nieuw is in proefopzetten en meteen met Taguchi aan de slag wil, kan onze driedaagse opleiding volgen.

Meer weten? Neem contact op.

Intuïtief proefopzetten - Shainin technieken

Met de publicatie in 1991 van “World Class Quality – Using Design Of Experiments to Make it Happen” van Keki R. Bothe is de belangstelling voor de technieken van probleem oplossen die onder andere door Dorian Shainin werden ontwikkeld, exponentieel toegenomen. Er is van dat boek ondertussen een tweede versie verschenen in 2000.

In essentie worden hier technieken behandeld die op een praktische manier moeten leiden tot het oplossen van problemen. Die technieken kunnen apart of gecombineerd gebruikt worden. Ze hebben het grote voordeel eenvoudig en toch krachtig te zijn en kunnen in een ruim gebied toegepast worden. De voorwaarde is wel dat de voorgeschreven recepten nauwgezet gevolgd worden. Poëtisch gezegd: “alles moet zo eenvoudig mogelijk gemaakt worden, maar niet eenvoudiger”.

De verschillende technieken zijn in vier grote blokken op te delen:

  •  Vooronderzoek om het aantal mogelijke oorzaken te beperken.
  • Bepalen van de kritische factoren en hun interacties.
  • Bevestigen en kwantificeren van de kritische factoren.
  • Beheersen van de kritische factoren op het juiste niveau.

Precontrol is een typisch voorbeeld voor al deze technieken. Super eenvoudig en gebaseerd op een alom gekende kleurcode: verkeerslichten.253-figuur-2

QS Consult biedt een driedaagse opleiding aan die de diverse technieken behandelt en waarbij ook de factoriële proefopzetten uit het klassiek proefopzetten aan bod komen. Dit is opnieuw een voorbeeld hoe we verschillende methodes integreren in onze opleidingen.

Meer weten? Neem contact op.